JSON

JSON(JavaScript Object Notation) 是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式。易于人閱讀和編寫，同時(shí)也易于機(jī)器解析和生成。它基于JavaScript（Standard ECMA-262 3rd Edition - December 1999）的一個(gè)子集。 JSON采用完全獨(dú)立于語(yǔ)言的文本格式，但是也使用了類似于C語(yǔ)言家族的習(xí)慣（包括C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, Python等）。這些特性使JSON成為理想的數(shù)據(jù)交換語(yǔ)言。

結(jié)構(gòu)與形式[ ]

JSON建構(gòu)于兩種結(jié)構(gòu)：

1. “名稱/值”對(duì)的集合（A collection of name/value pairs）。

不同的語(yǔ)言中，它被理解為對(duì)象（object），記錄（record），結(jié)構(gòu)（struct），字典（dictionary），哈希表（hash table），有鍵列表（keyed list），或者關(guān)聯(lián)數(shù)組（associative array）。

2. 值的有序列表（An ordered list of values）。

在大部分語(yǔ)言中，它被理解為數(shù)組（array）。

這些都是常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。事實(shí)上大部分現(xiàn)代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都以某種形式支持它們。這使得一種數(shù)據(jù)格式在同樣基于這些結(jié)構(gòu)的編程語(yǔ)言之間交換成為可能。JSON具有以下這些形式：

對(duì)象是一個(gè)無(wú)序的“‘名稱/值’對(duì)”集合。一個(gè)對(duì)象以“{”（左括號(hào)）開(kāi)始，“}”（右括號(hào)）結(jié)束。每個(gè)“名稱”后跟一個(gè)“:”（冒號(hào)）；“‘名稱/值’ 對(duì)”之間使用“,”（逗號(hào)）分隔。數(shù)組是值（value）的有序集合。一個(gè)數(shù)組以“[”（左中括號(hào)）開(kāi)始，“]”（右中括號(hào)）結(jié)束。值之間使用“,”（逗號(hào)）分隔。

值（value）可以是雙引號(hào)括起來(lái)的字符串（string）、數(shù)值(number)、 true、false、 null、對(duì)象（object）或者數(shù)組（array）。這些結(jié)構(gòu)可以嵌套。

字符串（string）是由雙引號(hào)包圍的任意數(shù)量Unicode字符的集合，使用反斜線轉(zhuǎn)義。一個(gè)字符（character）即一個(gè)單獨(dú)的字符串（character string）。除去一些編碼細(xì)節(jié)，以下描述了完整的語(yǔ)言。

字符串（string）與C或者Java的字符串非常相似。除去未曾使用的八進(jìn)制與十六進(jìn)制格式，數(shù)值（number）也與C或者Java的數(shù)值非常相似?？瞻卓梢约尤氲饺魏畏?hào)之間。

JSON實(shí)例[ ]

簡(jiǎn)單地說(shuō) ，JSON 可以將 JavaScript 對(duì)象中表示的一組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符串，然后就可以在函數(shù)之間輕松地傳遞這個(gè)字符串，或者在異步應(yīng)用程序中將字符串從 Web 客戶端傳遞給服務(wù)器端程序。這個(gè)字符串看起來(lái)有點(diǎn)兒古怪，但是 JavaScript 很容易解釋它，而且 JSON 可以表示比名稱 / 值對(duì)更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。例如，可以表示數(shù)組和復(fù)雜的對(duì)象，而不僅僅是鍵和值的簡(jiǎn)單列表。

簡(jiǎn)單 JSON 示例

按照最簡(jiǎn)單的形式，可以用下面這樣的 JSON 表示名稱 / 值對(duì)：

{ "firstName": "Brett" }

這個(gè)示例非?；?，而且實(shí)際上比等效的純文本名稱 / 值對(duì)占用更多的空間：

firstName=Brett

但是，當(dāng)將多個(gè)名稱 / 值對(duì)串在一起時(shí)，JSON 就會(huì)體現(xiàn)出它的價(jià)值了。首先，可以創(chuàng)建包含多個(gè)名稱 / 值對(duì)的記錄，比如：

{ "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" }

從語(yǔ)法方面來(lái)看，這與名稱 / 值對(duì)相比并沒(méi)有很大的優(yōu)勢(shì)，但是在這種情況下 JSON 更容易使用，而且可讀性更好。例如，它明確地表示以上三個(gè)值都是同一記錄的一部分；花括號(hào)使這些值有了某種聯(lián)系。

值的數(shù)組

當(dāng)需要表示一組值時(shí)，JSON 不但能夠提高可讀性，而且可以減少?gòu)?fù)雜性。例如，假設(shè)您希望表示一個(gè)人名列表。在 XML 中，需要許多開(kāi)始標(biāo)記和結(jié)束標(biāo)記；如果使用典型的名稱 / 值對(duì)（就像在本系列前面文章中看到的那種名稱 / 值對(duì)），那么必須建立一種專有的數(shù)據(jù)格式，或者將鍵名稱修改為 person1-firstName這樣的形式。

如果使用 JSON，就只需將多個(gè)帶花括號(hào)的記錄分組在一起：

{ "people": [
　　{ "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" },
　　{ "firstName": "Jason", "lastName":"Hunter", "email": "bbbb"},
　　{ "firstName": "Elliotte", "lastName":"Harold", "email": "cccc" }
]}

這不難理解。在這個(gè)示例中，只有一個(gè)名為 people的變量，值是包含三個(gè)條目的數(shù)組，每個(gè)條目是一個(gè)人的記錄，其中包含名、姓和電子郵件地址。上面的示例演示如何用括號(hào)將記錄組合成一個(gè)值。當(dāng)然，可以使用相同的語(yǔ)法表示多個(gè)值（每個(gè)值包含多個(gè)記錄）：

{ "programmers": [
　　{ "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" },
　　{ "firstName": "Jason", "lastName":"Hunter", "email": "bbbb" },
　　{ "firstName": "Elliotte", "lastName":"Harold", "email": "cccc" }
　　],
　　"authors": [
　　{ "firstName": "Isaac", "lastName": "Asimov", "genre": "science fiction" },
　　{ "firstName": "Tad", "lastName": "Williams", "genre": "fantasy" },
　　{ "firstName": "Frank", "lastName": "Peretti", "genre": "christian fiction" }
　　],
　　"musicians": [
　　{ "firstName": "Eric", "lastName": "Clapton", "instrument": "guitar" },
　　{ "firstName": "Sergei", "lastName": "Rachmaninoff", "instrument": "piano" }
] }

這里最值得注意的是，能夠表示多個(gè)值，每個(gè)值進(jìn)而包含多個(gè)值。但是還應(yīng)該注意，在不同的主條目（programmers、authors 和 musicians）之間，記錄中實(shí)際的名稱 / 值對(duì)可以不一樣。JSON 是完全動(dòng)態(tài)的，允許在 JSON 結(jié)構(gòu)的中間改變表示數(shù)據(jù)的方式。

在處理 JSON 格式的數(shù)據(jù)時(shí)，沒(méi)有需要遵守的預(yù)定義的約束。所以，在同樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，可以改變表示數(shù)據(jù)的方式，甚至可以以不同方式表示同一事物。

JSON格式應(yīng)用[ ]

掌握了 JSON 格式之后，在 JavaScript 中使用它就很簡(jiǎn)單了。JSON 是 JavaScript 原生格式，這意味著在 JavaScript 中處理 JSON 數(shù)據(jù)不需要任何特殊的 API 或工具包。

將 JSON 數(shù)據(jù)賦值給變量

例如，可以創(chuàng)建一個(gè)新的 JavaScript 變量，然后將 JSON 格式的數(shù)據(jù)字符串直接賦值給它：

　　var people = { "programmers": [ { "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" },
　　{ "firstName": "Jason", "lastName":"Hunter", "email": "bbbb" },
　　{ "firstName": "Elliotte", "lastName":"Harold", "email": "cccc" }
　　],
　　"authors": [
　　{ "firstName": "Isaac", "lastName": "Asimov", "genre": "science fiction" },
　　{ "firstName": "Tad", "lastName": "Williams", "genre": "fantasy" },
　　{ "firstName": "Frank", "lastName": "Peretti", "genre": "christian fiction" }
　　],
　　"musicians": [
　　{ "firstName": "Eric", "lastName": "Clapton", "instrument": "guitar" },
　　{ "firstName": "Sergei", "lastName": "Rachmaninoff", "instrument": "piano" }
　　] }

這非常簡(jiǎn)單；現(xiàn)在 people包含前面看到的 JSON 格式的數(shù)據(jù)。但是，這還不夠，因?yàn)樵L問(wèn)數(shù)據(jù)的方式似乎還不明顯。

訪問(wèn)數(shù)據(jù)

盡管看起來(lái)不明顯，但是上面的長(zhǎng)字符串實(shí)際上只是一個(gè)數(shù)組；將這個(gè)數(shù)組放進(jìn) JavaScript 變量之后，就可以很輕松地訪問(wèn)它。實(shí)際上，只需用點(diǎn)號(hào)表示法來(lái)表示數(shù)組元素。所以，要想訪問(wèn) programmers 列表的第一個(gè)條目的姓氏，只需在 JavaScript 中使用下面這樣的代碼：

people.programmers[0].lastName;

注意，數(shù)組索引是從零開(kāi)始的。所以，這行代碼首先訪問(wèn) people變量中的數(shù)據(jù)；然后移動(dòng)到稱為 programmers的條目，再移動(dòng)到第一個(gè)記錄（[0]）；最后，訪問(wèn) lastName鍵的值。結(jié)果是字符串值 “McLaughlin”。

下面是使用同一變量的幾個(gè)示例。

　　people.authors[1].genre // Value is "fantasy"
　　people.musicians[3].lastName // Undefined. This refers to the fourth entry, and there isn't one
　　people.programmers.[2].firstName // Value is "Elliotte"

利用這樣的語(yǔ)法，可以處理任何 JSON 格式的數(shù)據(jù)，而不需要使用任何額外的 JavaScript 工具包或 API。

修改 JSON 數(shù)據(jù)

正如可以用點(diǎn)號(hào)和括號(hào)訪問(wèn)數(shù)據(jù)，也可以按照同樣的方式輕松地修改數(shù)據(jù)：

people.musicians[1].lastName = "Rachmaninov";

在將字符串轉(zhuǎn)換為 JavaScript 對(duì)象之后，就可以像這樣修改變量中的數(shù)據(jù)。

轉(zhuǎn)換回字符串

當(dāng)然，如果不能輕松地將對(duì)象轉(zhuǎn)換回本文提到的文本格式，那么所有數(shù)據(jù)修改都沒(méi)有太大的價(jià)值。在 JavaScript 中這種轉(zhuǎn)換也很簡(jiǎn)單：

String newJSONtext = people.toJSONString();

這樣就行了！現(xiàn)在就獲得了一個(gè)可以在任何地方使用的文本字符串，例如，可以將它用作 Ajax 應(yīng)用程序中的請(qǐng)求字符串。

更重要的是，可以將任何JavaScript 對(duì)象轉(zhuǎn)換為 JSON 文本。并非只能處理原來(lái)用 JSON 字符串賦值的變量。為了對(duì)名為 myObject的對(duì)象進(jìn)行轉(zhuǎn)換，只需執(zhí)行相同形式的命令：

String myObjectInJSON = myObject.toJSONString();

這就是 JSON 與本系列討論的其他數(shù)據(jù)格式之間最大的差異。如果使用 JSON，只需調(diào)用一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)，就可以獲得經(jīng)過(guò)格式化的數(shù)據(jù)，可以直接使用了。對(duì)于其他數(shù)據(jù)格式，需要在原始數(shù)據(jù)和格式化數(shù)據(jù)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。即使使用 Document Object Model 這樣的 API（提供了將自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為文本的函數(shù)），也需要學(xué)習(xí)這個(gè) API 并使用 API 的對(duì)象，而不是使用原生的 JavaScript 對(duì)象和語(yǔ)法。

最終結(jié)論是，如果要處理大量 JavaScript 對(duì)象，那么 JSON 幾乎肯定是一個(gè)好選擇，這樣就可以輕松地將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以在請(qǐng)求中發(fā)送給服務(wù)器端程序的格式。

概念比較[ ]

JSON和XML的比較

◆可讀性

JSON和XML的可讀性可謂不相上下，一邊是簡(jiǎn)易的語(yǔ)法，一邊是規(guī)范的標(biāo)簽形式，很難分出勝負(fù)。

◆可擴(kuò)展性

XML天生有很好的擴(kuò)展性，JSON當(dāng)然也有，沒(méi)有什么是XML能擴(kuò)展，JSON不能的。不過(guò)JSON在Javascript主場(chǎng)作戰(zhàn)，可以存儲(chǔ)Javascript復(fù)合對(duì)象，有著xml不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

◆編碼難度

XML有豐富的編碼工具，比如Dom4j、JDom等，JSON也有提供的工具。無(wú)工具的情況下，相信熟練的開(kāi)發(fā)人員一樣能很快的寫出想要的xml文檔和JSON字符串，不過(guò)，xml文檔要多很多結(jié)構(gòu)上的字符。

◆解碼難度

XML的解析方式有兩種：

一是通過(guò)文檔模型解析，也就是通過(guò)父標(biāo)簽索引出一組標(biāo)記。例如：xmlData.getElementsByTagName("tagName")，但是這樣是要在預(yù)先知道文檔結(jié)構(gòu)的情況下使用，無(wú)法進(jìn)行通用的封裝。
另外一種方法是遍歷節(jié)點(diǎn)（document 以及 childNodes）。這個(gè)可以通過(guò)遞歸來(lái)實(shí)現(xiàn)，不過(guò)解析出來(lái)的數(shù)據(jù)仍舊是形式各異，往往也不能滿足預(yù)先的要求。

凡是這樣可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)解析起來(lái)一定都很困難。JSON也同樣如此。如果預(yù)先知道JSON結(jié)構(gòu)的情況下，使用JSON進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞簡(jiǎn)直是太美妙了，可以寫出很實(shí)用美觀可讀性強(qiáng)的代碼。如果你是純粹的前臺(tái)開(kāi)發(fā)人員，一定會(huì)非常喜歡JSON。但是如果你是一個(gè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員，就不是那么喜歡了，畢竟xml才是真正的結(jié)構(gòu)化標(biāo)記語(yǔ)言，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。

而如果不知道JSON的結(jié)構(gòu)而去解析JSON的話，費(fèi)時(shí)費(fèi)力不說(shuō)，代碼也會(huì)變得冗余拖沓，得到的結(jié)果也不盡人意。但是這樣也不影響眾多前臺(tái)開(kāi)發(fā)人員選擇JSON。因?yàn)閖son.js中的toJSONString()就可以看到JSON的字符串結(jié)構(gòu)。常用JSON的人看到這個(gè)字符串之后，就對(duì)JSON的結(jié)構(gòu)很明了了，就更容易的操作JSON。

以上是在Javascript中僅對(duì)于數(shù)據(jù)傳遞的xml與JSON的解析。在Javascript地盤內(nèi)，JSON畢竟是主場(chǎng)作戰(zhàn)，其優(yōu)勢(shì)當(dāng)然要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于xml。如果JSON中存儲(chǔ)Javascript復(fù)合對(duì)象，而且不知道其結(jié)構(gòu)的話，我相信很多程序員也一樣是哭著解析JSON的。

◆實(shí)例比較

XML和JSON都使用結(jié)構(gòu)化方法來(lái)標(biāo)記數(shù)據(jù)，下面來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)單的比較。

用XML表示中國(guó)部分省市數(shù)據(jù)如下：

　　<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
　　<country>
　　<name>中國(guó)</name>
　　<province>
　　<name>安徽省</name>
　　<citys>
　　<city>合肥市</city>
　　<city>安慶市</city>
　　</citys>
　　</province>
　　<province>
　　<name>廣東</name>
　　<citys>
　　<city>廣州</city>
　　<city>深圳</city>
　　<city>珠海</city>
　　</citys>
　　</province>
　　<province>
　　<name>臺(tái)灣</name>
　　<citys>
　　<city>臺(tái)北</city>
　　<city>高雄</city>
　　</citys>
　　</province>
　　<province>
　　<name>新疆</name>
　　<citys>
　　<city>烏魯木齊</city>
　　</citys>
　　</province>
　　</country>
　　用JSON表示如下：
　　{
　　name:"中國(guó)",
　　province:[
　　{
　　name:"安徽省",
　　citys:{
　　city:["合肥市","安慶市"]
　　}
　　},
　　{
　　name:"廣東",
　　citys:{
　　city:["廣州","深圳","珠海"]
　　}
　　},
　　{
　　name:"臺(tái)灣",
　　citys:{
　　city:["臺(tái)北","高雄"]
　　}
　　},
　　{
　　name:"新疆",
　　citys:{
　　city:["烏魯木齊"]
　　}
　　}
　　]
　　}

編碼的可讀性，xml有明顯的優(yōu)勢(shì)，畢竟人類的語(yǔ)言更貼近這樣的說(shuō)明結(jié)構(gòu)。json讀起來(lái)更像一個(gè)數(shù)據(jù)塊，讀起來(lái)就比較費(fèi)解了。不過(guò)，我們讀起來(lái)費(fèi)解的語(yǔ)言，恰恰是適合機(jī)器閱讀，所以通過(guò)json的索引.province[0].name就能夠讀取“黑龍江”這個(gè)值。

編碼的手寫難度來(lái)說(shuō)，xml還是舒服一些，好讀當(dāng)然就好寫。不過(guò)寫出來(lái)的字符JSON就明顯少很多。去掉空白制表以及換行的話，JSON就是密密麻麻的有用數(shù)據(jù)，而xml卻包含很多重復(fù)的標(biāo)記字符。

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